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1、·汽车转向系统的现状及发展趋势·文章编号:1002-4581(2007)03-0007-04汽车转向系统的现状及发展趋势王常友,董爱杰WANGChang-you,DONGAi-jie(武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉430070)摘要:汽车转向系统的发展经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3个基本阶段,线控转向系统为其发展趋势。文中综述了国内外转向技术的发展历程、现状和发展趋势。着重介绍了现在广泛应用的电动助力转向系统的组成、工作原理及其优点,并阐述了转向系统的发展趋势。关键词:转向系统;电动助力转向系统;
2、线控转向系统;现状;工作原理;发展趋势中图分类号:U463.4文献标识码:A作为汽车的一个重要组成部分,汽车转向北系统是决定汽车主动安全性的关键总成,如何2液压助力转向系统京设计汽车的转向特性,使汽车具有良好的操纵1953年通用汽车公司首次使用了液压助力性能,始终是各汽车生产厂家和科研机构的重转向系统,此后该技术迅速发展,使得动力转向汽要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很职业化、车流密集化的今天,针对更多不同水平车大的进步。的驾驶人群,汽车的操纵设计显得尤为重要。汽80年代后期,又出
3、现了变减速比的液压动车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统。在接下来的数年内,动力转向系统力转向系统、电动助力转向系统3个基本发展的技术革新差不多都是基于液压转向系统,比较阶段。有代表性的是变流量泵液压动力转向系统(VariableDisplacementPowerSteeringPump)和1纯机械式转向系统电动液压助力转向(ElectricHydraulicPower机械式的转向系统,由于采用纯粹的机械Steering,简称EHPS)系统。变流量泵助力转向解决方案,为了产生足够大的转向扭矩需要使系统在汽车处于比较高
4、的行驶速度或者不需要用大直径的转向盘,这样一来,占用驾驶室的转向的情况下,泵的流量会相应地减少,从而有空间很大,整个机构显得比较笨拙,驾驶员负利于减少不必要的功耗。电动液压转向系统采用担较重,特别是重型汽车由于转向阻力较大,电动机驱动转向泵,由于电机的转速可调,可以单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向,这就大即时关闭,所以也能够起到降低功耗的功效。大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞,布置靠、造价低廉,目前在一部分转向操纵力不大、更方便,降低了转向操纵力,也使转向系统更为对操控性能要求不高的微型轿车
5、、农用车上仍灵敏。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的有使用。转向操纵助力,目前在部分乘用车、大部分商用《北京汽车》2007.No.3-7-·汽车转向系统的现状及发展趋势·车特别是重型车辆上广泛应用。传感器、电子控制器、电动机、电磁离合器和减速但是液压助力转向系统在系统布置、安装、机构等组成,其结构示意如图1。密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面存在不足。3.2电动助力转向系统的控制框架控制部分主要是通过车速和转矩传感器来3汽车电动助力转向系统(EPS)采集汽车车速和转向盘转向力信号,进行必要的运算处理后发出控制指令给电
6、动机,由电动机为EPS在日本最先获得实际应用,1988年日转向提供辅助力。电动助力转向系统的控制框架本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式如图2。电动助力转向系统,并装在其生产的Cervo车上,随后又配备在Alto上。此后,电动助力转向接口技术得到迅速发展,其应用范围已经从微型轿车电磁离合器电路向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公转矩电司、三菱汽车公司、本田汽车公司,美国的Delphi传子感接控器口公司,英国的Lucas公司,德国的ZF公司,都研A/D制故障诊断电单路车制出了各自的EPS。元速传EPS的助力形式也从低速范围
7、助力型向全感接器速范围助力型发展,并且其控制形式与功能也进口助力电机北电一步加强。日本早期开发的EPS仅低速和停车路时提供助力,高速时EPS将停止工作。新一代的电流电压京反馈信号EPS则不仅在低速和停车时提供助力,而且还能汽在高速时提高汽车的操纵稳定性。随着电子技术车载电源的发展,EPS技术日趋完善,并且其成本大幅度图2电动助力转向系统控制框图车降低,为此其应用范围将越来越大。3.3电动助力转向系统的工作原理3.1电动助力转向系统的结构汽车处于起动或者低速行驶状态时,操纵转电动助力转向系统是在传统机械转向机构的向盘转向,装在转向柱
8、上的转矩传感器不断检测基础上发展起来的。系统通常由转矩传感器、车速作用于转向柱扭杆上的扭矩,并将此信号与车速信号同时输入电子控制器,处理器对输入信号进车速信号行运算处理,确定助力扭矩的大小和方向,从而控制单元控制电动机的电流和转向,电动机经离合器及
